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JP2001073149A - ECR film forming equipment - Google Patents

ECR film forming equipment

Info

Publication number
JP2001073149A
JP2001073149A JP24754899A JP24754899A JP2001073149A JP 2001073149 A JP2001073149 A JP 2001073149A JP 24754899 A JP24754899 A JP 24754899A JP 24754899 A JP24754899 A JP 24754899A JP 2001073149 A JP2001073149 A JP 2001073149A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ecr
film forming
power
microwave
plasma
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP24754899A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomoko Kuji
智子 久慈
Noritaka Akita
典孝 秋田
Yoshio Takami
芳夫 高見
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP24754899A priority Critical patent/JP2001073149A/en
Publication of JP2001073149A publication Critical patent/JP2001073149A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ECR film forming system capable of automatically and instantaneously controlling the power of microwaves. SOLUTION: In an ECR-CVD system provided with two ECR plasma generating parts 4A and 4B arranged with a reaction chamber 2 between, the control deviation of microwave power caused by the variation of film forming pressure is detected by power monitors 7A and 7B, and the control deviation of microwave power is corrected by automatic matching apparatus 6A and 6B. As a result, its instantaneous control is made possible, stable ECR plasma can be obtd., and the producing efficiency improves.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ハードディスク等
の磁気記録媒体や光磁気記録媒体に形成される保護膜を
成膜するECR成膜装置に関する。
The present invention relates to an ECR film forming apparatus for forming a protective film formed on a magnetic recording medium such as a hard disk or a magneto-optical recording medium.

【0002】[0002]

【従来の技術】ハードディスク等の磁気記録媒体や光磁
気記録媒体、さらには磁気ヘッド等では、外部環境から
の保護のために表面に保護膜が形成されている。この保
護膜には耐摩耗性、耐電圧性、耐蝕性などの膜特性が要
求され、例えば、DLC(ダイヤモンドライクカーボ
ン)等が用いられる。磁気記録媒体であれば、記録媒体
の基板上に下地層,磁性層,保護層の順で薄膜が形成さ
れ、保護膜の形成には一般的にスパッタリング法が用い
られている。
2. Description of the Related Art In a magnetic recording medium such as a hard disk, a magneto-optical recording medium, and a magnetic head, a protective film is formed on the surface for protection from an external environment. This protective film is required to have film characteristics such as wear resistance, voltage resistance and corrosion resistance, and for example, DLC (diamond-like carbon) or the like is used. In the case of a magnetic recording medium, a thin film is formed on a substrate of the recording medium in the order of an underlayer, a magnetic layer, and a protective layer, and a sputtering method is generally used to form the protective film.

【0003】ところで、磁気記録媒体や磁気ヘッドに使
用される保護膜は、装置の小型化、高応答性、大容量化
等の性能要求にともなって、上記膜特性に加えて膜厚を
より薄くすることが要求されている。しかしながら、ス
パッタリング法によって成膜した保護膜は、膜厚を10
nm程度以下にすると耐摩耗性、耐電圧性、耐蝕性など
の膜特性が低下し、保護膜としての機能を充分に発揮で
きないという問題があった。
The protective film used for a magnetic recording medium or a magnetic head is required to have a smaller thickness in addition to the above-mentioned film characteristics in accordance with performance requirements such as miniaturization, high response and large capacity of the device. Is required. However, the protective film formed by the sputtering method has a thickness of 10
If the thickness is less than about nm, the film properties such as abrasion resistance, voltage resistance, and corrosion resistance are reduced, and there is a problem that the function as a protective film cannot be sufficiently exhibited.

【0004】そこで、従来のスパッタリング法に代え
て、ECR(elctron cyclotron resonance)−CVD
法を用いて保護膜を形成する方法が提案されている(特
開平10−53875号公報、特開平10−53877
号公報)。このECR−CVD法によれば均一な保護膜
が形成でき、スパッタリング法で得られるものより薄
く、かつ膜特性に優れた保護膜を得ることができる。
Accordingly, instead of the conventional sputtering method, ECR (elctron cyclotron resonance) -CVD
There has been proposed a method of forming a protective film using a method (Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 10-53875 and 10-53877).
No.). According to this ECR-CVD method, a uniform protective film can be formed, and a protective film thinner than that obtained by the sputtering method and having excellent film characteristics can be obtained.

【0005】ところで、ECR−CVD法は成膜ガスを
ECR共鳴によりプラズマ生成する手法であるが、EC
R放電状態は成膜圧力の大きさによってそれぞれ異な
る。そこで、反応室壁に付着した生成物の影響や導入ガ
ス量の突発的変動などにより反応室の圧力に変動が生じ
た場合には、ECR放電が不安定になったり停止したり
しないようにマイクロ波パワーを調整する必要がある。
[0005] The ECR-CVD method is a method of generating a plasma of a film forming gas by ECR resonance.
The R discharge state differs depending on the film forming pressure. Therefore, when the pressure in the reaction chamber fluctuates due to the influence of the product adhering to the reaction chamber wall or the sudden fluctuation of the amount of introduced gas, the microscopic control is performed so that the ECR discharge does not become unstable or stop. It is necessary to adjust the wave power.

【0006】ここで、放電に加えられるエネルギーは入
射波のパワーPfと反射波のパワーPrとの差ΔP=Pf
−Prとして観測されるので、このマイクロ波実効パワ
ーΔPが設定値となるように入射パワーPfおよび反射
波パワーPrの調整を行う。通常の装置では、入射パワ
ーPfは一定に設定されているので、マイクロ波実効パ
ワーΔPの設定値からのズレ(以下では、これをマイク
ロ波調整ポイントのズレと呼ぶことにする)は反射波パ
ワーPrの変動として観測される。
[0006] Here, the difference [Delta] P = P f of energy applied to the discharge from the power P f of the incident wave and power P r of the reflected wave
Since the observed as -P r, adjustment of the incident as effective microwave power ΔP is the set value power P f and the reflected wave power P r. In a normal device, the incident power Pf is set to be constant, and a deviation from the set value of the microwave effective power ΔP (hereinafter, this is referred to as a deviation of the microwave adjustment point) is a reflected wave. It is observed as a change in power Pr .

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ECR−CVD装置では、この調整を手動で行っている
ため、圧力変動によりマイクロ波調整ポイントのズレが
生じた場合には、その都度オペレータが成膜装置の所ま
で行き、調整作業を行わなければならなかった。そのた
め、マイクロ波調整ポイントのズレに対して瞬時にパワ
ー調整を行うことができず、また、微妙な調整が難しか
った。このような装置では、手動調整の間は安定した成
膜が不可能となり、生産効率が低下するという課題があ
った。特に、特開平10−53875号公報に開示され
ている装置のように、二つのECRプラズマ発生装置を
対向するように配置して基板の表裏両面に成膜を行う場
合には、互いのプラズマ波が干渉しあってPrの値が微
妙にずれたり振動したりするという問題があり、手動で
は調整しきれないという問題があった。
However, in the conventional ECR-CVD apparatus, this adjustment is performed manually. Therefore, when the microwave adjustment point shifts due to the pressure fluctuation, the operator has to perform the adjustment each time. He had to go to the membrane device and make adjustments. Therefore, power adjustment cannot be performed instantaneously with respect to the deviation of the microwave adjustment point, and fine adjustment is difficult. In such an apparatus, there is a problem that stable film formation is not possible during manual adjustment, and the production efficiency is reduced. In particular, when two ECR plasma generators are arranged so as to face each other and film formation is performed on both the front and back surfaces of a substrate as in the apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. There has a problem that the value of the interference to each other by P r is or vibrate slightly shifted, there is a problem that manual not be adjusted.

【0008】本発明の目的は、ECRプラズマを利用す
るECR成膜装置において、なかでも特に両面ECR成
膜において、マイクロ波のパワー調整を自動的にかつ瞬
時に行うことができるECR成膜装置を提供することに
ある。
[0008] An object of the present invention is to provide an ECR film forming apparatus utilizing ECR plasma, which can automatically and instantaneously adjust the power of microwaves especially in double-sided ECR film forming. To provide.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】発明の実施の形態を示す
図1に対応付けて説明する。 (1)請求項1の発明は、マイクロ波源9A,9Bから
のマイクロ波と磁場発生手段42による磁場とにより電
子サイクロトロン共鳴プラズマを発生させ、その電子サ
イクロトロン共鳴プラズマを利用して成膜を行うECR
成膜装置に適用され、マイクロ波パワーの調整ズレを検
出する検出手段7A,7Bと、マイクロ波パワーの調整
ズレを補正する補正手段6A,6B,16A,16Bと
を設けたことにより上述の目的を達成する。 (2)請求項2の発明は、磁場発生手段42を有し、そ
の磁場発生手段42による磁場とマイクロ波源9A,9
Bからのマイクロ波とにより電子サイクロトロン共鳴プ
ラズマを発生するプラズマ発生機構4A,4Bを二つ備
え、二つのプラズマ発生機構4A,4Bを反応室2を挟
んで対向配置したECR成膜装置に適用され、マイクロ
波パワーの調整ズレを検出する検出手段7A,7Bと、
前記マイクロ波パワーの調整ズレを補正する補正手段6
A,6B,16A,16Bとを設けたことにより上述の
目的を達成する。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. (1) The invention according to claim 1 is an ECR in which an electron cyclotron resonance plasma is generated by microwaves from the microwave sources 9A and 9B and a magnetic field generated by the magnetic field generating means 42, and a film is formed using the electron cyclotron resonance plasma.
The above-mentioned object is achieved by providing the film forming apparatus with detecting means 7A and 7B for detecting the deviation of the adjustment of the microwave power and correcting means 6A, 6B, 16A and 16B for correcting the deviation of the adjustment of the microwave power. To achieve. (2) The invention of claim 2 has a magnetic field generating means 42, and the magnetic field generated by the magnetic field generating means 42 and the microwave sources 9A, 9
The present invention is applied to an ECR film forming apparatus including two plasma generating mechanisms 4A and 4B for generating electron cyclotron resonance plasma by using microwaves from B, and two plasma generating mechanisms 4A and 4B are arranged to face each other with the reaction chamber 2 interposed therebetween. Detecting means 7A and 7B for detecting an adjustment deviation of microwave power,
Correction means 6 for correcting the deviation of the adjustment of the microwave power
A, 6B, 16A, and 16B achieve the above object.

【0010】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が発明の実施の形態に限定されるものではない。
In the section of the means for solving the above-mentioned problems, which explains the configuration of the present invention, the drawings of the embodiments of the present invention are used to facilitate understanding of the present invention. However, the present invention is not limited to the embodiment.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、図1〜図5を参照して本発
明の実施の形態を説明する。図3は、磁気記録媒体の一
つであるハードディスク(以下ではHDと記す)の成膜
工程の概略を示す図である。工程1でHD基板をHD成
膜装置に取り込み、続く工程2においてHD基板の加熱
が行われる。HD成膜装置は複数の成膜装置からなり、
それらは工程順に連結されている。工程3でHD基板の
表裏両面に下地層をスパッタ法により成膜した後、工程
4において前記下地層上に磁性層をスパッタ法により成
膜する。次いで、工程5においてDLC保護膜をECR
−CVD法により成膜した後、工程6で基板をHD成膜
装置より取り出す。下地層成膜および磁性層成膜の工程
には、膜形成に伴う諸工程(エッチング、ヒーティング
など)も含む。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a film forming process of a hard disk (hereinafter, referred to as HD) which is one of the magnetic recording media. In step 1, the HD substrate is taken into an HD film forming apparatus, and in step 2, the HD substrate is heated. The HD film forming apparatus consists of a plurality of film forming apparatuses,
They are linked in process order. After forming an underlayer on the front and back surfaces of the HD substrate by a sputtering method in step 3, a magnetic layer is formed on the underlayer by a sputtering method in step 4. Next, in step 5, the DLC protective film is
-After forming the film by the CVD method, the substrate is taken out from the HD film forming apparatus in step 6. The steps of forming the underlayer and forming the magnetic layer also include various steps (such as etching and heating) involved in forming the film.

【0012】次いで、図1,2を参照して、本発明によ
るECR成膜装置の一実施の形態であるECR−CVD
装置について説明する。図1,2は上述した工程5のD
LC保護膜形成に使用されるECR−CVD装置1の概
略構成を示す図であり、図1はブロック図、図2は外観
図である。図1,2のECR−CVD装置1において、
2はHD基板3が装填される反応室であり、この反応室
2を挟むように二つのECRプラズマ発生部4A、4B
が対向配置される。ECRプラズマ発生部4Aは空洞共
振器(例えば、TE111モードの共振器構造を有するも
の)であるプラズマ発生室41Aとその周囲に設けられ
た電磁コイル42Aとを有しており、プラズマ発生室4
1Aには導波管5A,自動整合器6A,パワーモニタ7
A,マイクロ波入力部8Aを介してマイクロ波源9Aが
接続されている。同様に、ECRプラズマ発生部4Bも
プラズマ発生室41Bおよび電磁コイル42Bを有して
おり、プラズマ発生室41Bには導波管5B,自動整合
器6B,パワーモニタ7B,マイクロ波入力部8Aを介
してマイクロ波源9Aが接続されている。
Next, referring to FIGS. 1 and 2, an ECR-CVD apparatus according to an embodiment of the ECR film forming apparatus according to the present invention will be described.
The device will be described. FIGS. 1 and 2 show D in step 5 described above.
FIG. 1 is a view showing a schematic configuration of an ECR-CVD apparatus 1 used for forming an LC protective film, FIG. 1 is a block diagram, and FIG. 2 is an external view. In the ECR-CVD apparatus 1 shown in FIGS.
Reference numeral 2 denotes a reaction chamber into which the HD substrate 3 is loaded. Two reaction chambers 4A and 4B
Are arranged to face each other. The ECR plasma generation section 4A has a plasma generation chamber 41A which is a cavity (for example, having a resonator structure of TE111 mode) and an electromagnetic coil 42A provided around the plasma generation chamber 41A.
1A has a waveguide 5A, an automatic matching unit 6A, and a power monitor 7.
A, a microwave source 9A is connected via a microwave input unit 8A. Similarly, the ECR plasma generating section 4B also has a plasma generating chamber 41B and an electromagnetic coil 42B. And a microwave source 9A.

【0013】各パワーモニタ7A,7Bは、入射波(プ
ラズマ発生室41A,41Bに入射するマイクロ波)検
出用のパワーモニタと反射波(プラズマ発生室41A,
41Bで反射されたマイクロ波)検出用のパワーモニタ
とをそれぞれ備えている。16Aおよび16Bは、パワ
ーモニタ7A,7Bの検出値に基づいて自動整合器6
A,6Bをそれぞれ制御する整合器制御部であり、10
は装置全体の制御を行うメインコントローラである。
Each of the power monitors 7A and 7B includes a power monitor for detecting an incident wave (a microwave incident on the plasma generation chambers 41A and 41B) and a reflected wave (the plasma generation chambers 41A and 41B).
And a power monitor for detecting (the microwave reflected by 41B). 16A and 16B are automatic matchers 6 based on the detection values of the power monitors 7A and 7B.
A and 6B are matching unit control units for controlling
Is a main controller for controlling the entire apparatus.

【0014】図1に示すように、各自動整合器6A,6
Bは、整合器の管路中に突出可能に設けられた3つのス
タブ61a,61b,61cをそれぞれ有している。各
スタブ61a,61b,61cには、それらを管路中に
出し入れ移動させるためのアクチュエータ62a,62
b,62cがそれぞれ設けられている。アクチュエータ
62a〜62cによるスタブ61a〜61cの駆動は、
パワーモニタ7A,7Bの検出値に基づいて整合器制御
部16A,16Bによりそれぞれ制御される。
As shown in FIG. 1, each automatic matching unit 6A, 6
B has three stubs 61a, 61b, and 61c, each of which is provided so as to protrude into the conduit of the matching device. Actuators 62a, 62 for moving the stubs 61a, 61b, 61c in and out of the pipeline are provided.
b and 62c are provided respectively. The driving of the stubs 61a to 61c by the actuators 62a to 62c
The matching devices are controlled by matching unit control units 16A and 16B based on the detection values of power monitors 7A and 7B.

【0015】図1で示されるスタブ61a〜61cおよ
びアクチュエータ62a〜62cは、図2の自動整合器
6A,6Bの符号CA,CBで示す部分にそれぞれ納め
られている。自動整合器6A,6Bは、例えば、マイク
ロ波の進行方向に関して互いに90°ずらして設けられ
ており、自動整合器6Bのスタブ61a〜61cおよび
アクチュエータ62a〜62cが設けられている部分C
Bは破線で示すような位置となっている。本実施の形態
では、二つの自動整合器6A,6Bのマイクロ波の進行
方向に対するずれを90°としたが、この値はプラズマ
発生室41A,41Bの構成や圧力に応じて異なるもの
であり、90°に限定されるものではない。
The stubs 61a to 61c and the actuators 62a to 62c shown in FIG. 1 are accommodated in portions of the automatic matching units 6A and 6B shown in FIG. The automatic matching devices 6A and 6B are provided, for example, at 90 ° to each other with respect to the traveling direction of the microwave, and a portion C of the automatic matching device 6B where the stubs 61a to 61c and the actuators 62a to 62c are provided.
B is located as shown by the broken line. In the present embodiment, the deviation of the two automatic matching devices 6A and 6B from the traveling direction of the microwave is set to 90 °, but this value differs depending on the configuration and the pressure of the plasma generation chambers 41A and 41B. It is not limited to 90 °.

【0016】このように、反応室2の図示左右に設けら
れる装置の構成を比較すると、プラズマ発生室41A,
41Bに入力されるマイクロ波の位相が互いに90°ズ
レている以外は、全く同様の機能を有しており、マイク
ロ波源9A,9BからECRプラズマ発生部4A,4B
までの構成は同一である。以下では、この部分の説明に
関しては図示左側の構成、すなわち、マイクロ波源9A
〜ECRプラズマ発生部4Aについて行うことにする。
As described above, comparing the structures of the devices provided on the left and right sides of the reaction chamber 2 in the drawing, the plasma generation chambers 41A,
Except that the phases of the microwaves input to 41B are shifted from each other by 90 °, the microwaves 9A and 9B have exactly the same function, and the ECR plasma generators 4A and 4B
The configuration up to this point is the same. In the following, regarding the description of this portion, the configuration on the left side of the drawing, that is, the microwave source 9A
To the ECR plasma generator 4A.

【0017】反応室2には、図1に示すようにマスフロ
ーコントローラ(MFC)12を介して成膜ガス供給装
置11が接続されるとともに、排気ポンプ13が設けら
れている。保護膜成膜中には、反応室2に供給される成
膜ガスの流量はMFC12により所定の値に保たれる。
14は反応室2内の圧力を検出する圧力計であり、圧力
計14の検出信号はメインコントローラ10に送られ
る。反応室2に装填されたHD基板3には、バイアス電
源15により負のパルスバイアス電圧Vbが印加されて
いる。
As shown in FIG. 1, the reaction chamber 2 is connected to a film forming gas supply device 11 via a mass flow controller (MFC) 12, and is provided with an exhaust pump 13. During the formation of the protective film, the flow rate of the film forming gas supplied to the reaction chamber 2 is maintained at a predetermined value by the MFC 12.
A pressure gauge 14 detects the pressure in the reaction chamber 2, and a detection signal of the pressure gauge 14 is sent to the main controller 10. A negative pulse bias voltage Vb is applied by a bias power supply 15 to the HD substrate 3 loaded in the reaction chamber 2.

【0018】上述したように、ECRプラズマ発生部4
Aはプラズマ発生室41Aとその周囲に設けられた電磁
コイル42Aとを有しており、ECR共鳴によりプラズ
マ発生室41A内に活性なECRプラズマが生成され
る。このときのECR共鳴条件としては、マイクロ波周
波数2.45GHz、磁束密度87.5mTが用いられ
る。すなわち、マイクロ波源9Aからの周波数2.45
GHzのマイクロ波を自動整合器6Aおよび導波管5A
を介してプラズマ発生室41Aに導入するとともに、電
磁コイル42Aによりプラズマ発生室41A内に磁束密
度87.5mTの磁場を形成してECR放電を生じさせ
る。
As described above, the ECR plasma generator 4
A has a plasma generation chamber 41A and an electromagnetic coil 42A provided around the plasma generation chamber 41A, and active ECR plasma is generated in the plasma generation chamber 41A by ECR resonance. As the ECR resonance conditions at this time, a microwave frequency of 2.45 GHz and a magnetic flux density of 87.5 mT are used. That is, the frequency 2.45 from the microwave source 9A
Automatic microwave matching device 6A and waveguide 5A
And a magnetic field having a magnetic flux density of 87.5 mT is formed in the plasma generation chamber 41A by the electromagnetic coil 42A to generate an ECR discharge.

【0019】図1に示すように、反応室2を挟むように
二つのECRプラズマ発生部4A、4Bを対向配置する
ことによって、反応室2内に形成される発散磁界をミラ
ー磁場として放電安定させ、さらに、HD基板3付近で
イオンフラックス密度分布を均一にし、HD基板3の両
面に形成される膜厚分布を均一にする。発散磁界を調整
して均一なイオンフラックス密度分布が得られるように
するためには、プラズマ発生室41A内のECR条件を
満足させながら、電磁コイル42Aに印加する電流を制
御してプラズマが適度に広がるように磁場分布の調整を
行う。
As shown in FIG. 1, by disposing the two ECR plasma generators 4A and 4B opposite each other so as to sandwich the reaction chamber 2, the divergent magnetic field formed in the reaction chamber 2 is used as a mirror magnetic field to stabilize discharge. Further, the ion flux density distribution near the HD substrate 3 is made uniform, and the film thickness distribution formed on both surfaces of the HD substrate 3 is made uniform. In order to obtain a uniform ion flux density distribution by adjusting the divergent magnetic field, the current applied to the electromagnetic coil 42A is controlled while the ECR conditions in the plasma generation chamber 41A are satisfied, and the plasma is appropriately controlled. Adjust the magnetic field distribution so that it spreads.

【0020】プラズマ発生室41Aで生成したECRプ
ラズマは、電磁コイル42Aによる発散磁界に沿って反
応室2内のHD基板3側に移動する。ECRによる高密
度プラズマ内でイオン化された成膜ガスは、負のパルス
バイアス電圧VbによりHD基板3上に薄膜を形成す
る。保護膜としてDLC膜を形成する場合には、成膜ガ
スとしてエチレン(C2H4)、メタン(CH4)、プロパン
(C3H8)等を成膜ガス供給装置11より供給する。
The ECR plasma generated in the plasma generation chamber 41A moves toward the HD substrate 3 in the reaction chamber 2 along the divergent magnetic field generated by the electromagnetic coil 42A. The film forming gas ionized in the high-density plasma by ECR forms a thin film on the HD substrate 3 by the negative pulse bias voltage Vb. When a DLC film is formed as a protective film, ethylene (C 2 H 4 ), methane (CH 4 ), propane (C 3 H 8 ), or the like is supplied from a film forming gas supply device 11 as a film forming gas.

【0021】前述したように、ECR成膜を行う際の放
電状態は入射波のパワーPfと反射波のパワーPrとの差
ΔP=Pf−Prとして観測され、このマイクロ波実効パ
ワーΔPが成膜に影響してくる。また、入射パワーPf
を一定に設定した場合には、マイクロ波調整ポイントの
ズレは反射波パワーPrの変動として観測される。本実
施の形態の装置では、自動整合器6A,6Bのアクチュ
エータ62a,62b,62cを駆動してスタブ61
a,61b,61cの突出量を調整することにより、反
射波パワーPrのマッチング調整を行ってマイクロ波調
整ポイントのズレ補正を行うようにした。
[0021] As described above, discharge state when performing the ECR deposition is observed as the difference ΔP = P f -P r the power P f of the incident wave and power P r of the reflected wave, the effective microwave power ΔP affects the film formation. Also, the incident power P f
Is set to be constant, the deviation of the microwave adjustment point is observed as a change in the reflected wave power Pr . In the apparatus of the present embodiment, the stub 61 is driven by driving the actuators 62a, 62b, 62c of the automatic matching units 6A, 6B.
a, 61b, by adjusting the amount of projection of 61c, and to perform shift correction microwave adjustment points by performing matching adjustment of the reflected wave power P r.

【0022】次に、マイクロ波調整ポイントのズレ補正
の手順について、図4、5のフローチャートを参照しな
がら説明する。図4のフローチャートは、反応室2にH
D基板3が装填されてから保護膜の成膜が終了するまで
の成膜プロセスを示したものである。反応室2にHD基
板3が装填されたならば、ステップS1において反応室
2への成膜ガスの供給を開始する。次いで、ステップS
2においてマイクロ波源9A,9Bの電源をONする。
Next, the procedure for correcting the deviation of the microwave adjustment point will be described with reference to the flowcharts of FIGS. The flowchart of FIG.
This shows a film forming process from when the D substrate 3 is loaded to when the film formation of the protective film is completed. When the HD substrate 3 is loaded in the reaction chamber 2, the supply of the film forming gas to the reaction chamber 2 is started in step S1. Then, step S
At 2, the power sources of the microwave sources 9A and 9B are turned on.

【0023】ステップS3はパワーモニタ7A、7Bで
検出される入射波パワーPfが予め設定されたしきい値
f0以上か否かを判定するステップであり、Pf≧Pf0
と判定されるまでこのステップS3の処理を繰り返し実
行し、Pf≧Pf0と判定されるとステップS4へ進む。
ステップS4は入射波パワーPfおよび反射波パワーPf
の調整を行うルーチンであり、図5にその一例を示す。
[0023] Step S3 is a step of determining whether power monitor 7A, the incident wave power P f detected by the 7B is preset threshold P f0 above, P f ≧ P f0
And until it is determined repeatedly executes processing in step S3, if it is determined that P f ≧ P f0 proceeds to step S4.
In step S4, the incident wave power P f and the reflected wave power P f
FIG. 5 shows an example of this routine.

【0024】図5において、ステップS10〜ステップ
S12の処理が入射波パワー調整に対応し、ステップS
13〜ステップS15の処理が反射波パワー調整に対応
している。ステップS10ではパワーモニタ7A、7B
により入射波パワーPfを検出する。ステップS11
は、検出された入射波パワーPfが入射波パワー設定値
f setに対して次式(1)を満足するか否かを判定する
ステップであり、YESと判定されるとステップS13
へ進み、NOと判定されるとステップS12へ進む。
In FIG. 5, the processing of steps S10 to S12 corresponds to the incident wave power adjustment.
The processes from 13 to S15 correspond to the reflected wave power adjustment. In step S10, the power monitors 7A and 7B
Detecting the incident wave power P f by. Step S11
Is, when the detected incident wave power P f is determining whether to satisfy the following equation (1) with respect to the incident wave power set value P f The set, it is determined that YES step S13
The process proceeds to step S12 if NO is determined.

【数1】 Pfset−ΔP≦Pf≦Pfset+ΔP …(1) ステップS11からステップS12へ進んだ場合には、
ステップS12において入射波パワーPfが式(1)を
満足するようにマイクロ波源9A,9Bのパワー調整を
行い、ステップS10へ戻る。
P fset −ΔP ≦ P f ≦ P fset + ΔP (1) When the process proceeds from step S11 to step S12,
Performs power adjustment of the microwave source 9A, 9B so that the incident wave power P f satisfies Equation (1) in step S12, the flow returns to step S10.

【0025】一方、ステップS11からステップS13
へ進んだ場合には、ステップS13において反射波パワ
ーPrをパワーモニタ7A、7Bにより検出する。ステ
ップS14は、検出された反射波パワーPrが反射波パ
ワー設定値Prsetに対して次式(2)を満足するか否か
を判定するステップであり、NOと判定されるとステッ
プS15へ進み、YESと判定されると図4のステップ
S5へ進む。
On the other hand, from step S11 to step S13
If the procedure advances to detect the reflected wave power P r power monitor 7A, by 7B in step S13. Step S14 is a step of determining whether or not to satisfy the following equation (2) for the detected reflected wave power P r is the reflected wave power set value P rset, when it is determined that the NO to the step S15 The process proceeds to YES at step S5 if YES.

【数2】 Prset−ΔP≦Pr≦Prset+ΔP …(2) ステップS14からステップS15へ進んだ場合には、
ステップS15において反射波パワーPrが式(2)を
満足するように自動整合器6A,6Bにより反射波パワ
ーPrのマッチング調整を行い、ステップS13へ戻
る。
[Number 2] In the case of proceeds from P rset -ΔP ≦ P r ≦ P rset + ΔP ... (2) step S14 to step S15,
Performs matching adjustment of the reflected wave power P r by automatic matching box 6A, 6B as the reflected wave power P r satisfies the formula (2) in step S15, the flow returns to step S13.

【0026】図4に戻って、ステップS5は所定の成膜
が終了したか否かを判定するステップであり、YESと
判定されるとステップS6へ進み、NOと判定されると
ステップS4へ戻る。すなわち、成膜開始から終了まで
の間、パワーモニタ7A、7Bにより反射波パワーPr
を絶えずモニターし、必要に応じて調整を行う。ここ
で、成膜終了を判定する際には、マイクロ波源9A,9
Bの電源をONしてからの経過時間、すなわちステップ
S2からステップS5までの時間をタイマー等で計時
し、その成膜時間が設定時間となったか否かで判断す
る。所定の成膜時間が経過してステップS5からステッ
プS6へ進んだ場合には、ステップS6においてマイク
ロ波源9A,9Bの電源をOFFする。その後、ステッ
プS7へ進んで成膜ガスの供給を停止する。このように
して、一連の成膜プロセスが終了する。
Returning to FIG. 4, step S5 is a step for determining whether or not the predetermined film formation has been completed. If YES is determined, the process proceeds to step S6, and if NO is determined, the process returns to step S4. . In other words, until completion from the start of film formation, the reflected wave power P r power monitor 7A, the 7B
Monitor constantly and make adjustments as needed. Here, when judging the end of the film formation, the microwave sources 9A, 9
The elapsed time since the power supply of B was turned on, that is, the time from step S2 to step S5 is measured by a timer or the like, and it is determined whether or not the film formation time has reached the set time. When the process proceeds from step S5 to step S6 after a predetermined film forming time has elapsed, the power of the microwave sources 9A and 9B is turned off in step S6. Thereafter, the process proceeds to step S7, in which the supply of the deposition gas is stopped. Thus, a series of film forming processes is completed.

【0027】なお、本実施の形態の装置のように、反応
室2を挟んで二つのECRプラズマ発生部4A,4Bが
対向するように設けられている場合には、パワーモニタ
7A,7Bで反射波を検出する際に、他方のECRプラ
ズマ発生部からのマイクロ波が影響してくる。そのた
め、ズレ補正の要求精度が高い場合には、自動整合器6
A(6B)によるズレ補正の際に、他方の自動整合器6
B(6A)の補正量をフィードバックするように制御す
ると良い。ただし、要求精度がそれほど高くない場合に
は、左右の自動整合器6A,6Bを独立に制御しても良
い。
When two ECR plasma generators 4A and 4B are provided so as to face each other with the reaction chamber 2 interposed therebetween as in the apparatus of the present embodiment, the light is reflected by the power monitors 7A and 7B. When a wave is detected, the microwave from the other ECR plasma generating unit has an effect. Therefore, when the required accuracy of the deviation correction is high, the automatic matching unit 6
A (6B), the other automatic matching unit 6
It is preferable to control so that the correction amount of B (6A) is fed back. However, if the required accuracy is not so high, the left and right automatic matching units 6A and 6B may be controlled independently.

【0028】本実施の形態のように、自動整合器6A,
6Bを用いてマイクロ波調整ポイントのズレ補正を行う
装置では、次のような利点がある。第一の利点は、成膜
圧力の変化によりマイクロ波調整ポイントのズレが生じ
た場合、自動整合器6A,6Bにより自動的にズレ補正
が行われるため、マイクロ波調整ポイントのズレを瞬時
(1秒以下)に補正することができ、成膜条件の変動を
抑えることができる。これに対して、例えば、手動でス
タブを調整するような場合には、成膜圧力の変化を確認
した後にオペレータが装置の所まで行き、パワーモニタ
を確認しつつ二つの整合器のスタブを操作する必要があ
る。そのため、成膜圧力の変動に対して素早く対応する
ことができず、放電の停止や短時間の変動に対応するこ
とができない。
As in the present embodiment, the automatic matching devices 6A,
The apparatus for correcting the deviation of the microwave adjustment point using 6B has the following advantages. The first advantage is that when a shift of the microwave adjustment point occurs due to a change in the film forming pressure, the shift is automatically corrected by the automatic matching units 6A and 6B. (Seconds or less), and fluctuations in film forming conditions can be suppressed. On the other hand, for example, when adjusting the stub manually, the operator goes to the apparatus after confirming the change in the film forming pressure, and operates the stubs of the two matching devices while checking the power monitor. There is a need to. Therefore, it is not possible to respond quickly to a change in the film forming pressure, and it is not possible to respond to a stop of discharge or a short-time change.

【0029】現在、HDの生産効率は600枚/hr程
度であって、1工程の時間は6秒程度と非常に短時間で
あるが、さらに生産効率のアップが要求されており、将
来は1000枚/hr程度になると言われている。その
ため、手動調整の装置では、ズレが補正されるまでの不
安定な成膜条件で相当な数のHD基板3が成膜されるこ
とになり、生産効率の低下を招いている。一方、本実施
の形態の成膜装置であれば成膜条件の安定化を図ること
ができ、生産効率の低下を防止することができる。
At present, the production efficiency of HD is about 600 sheets / hr, and the time for one process is very short, about 6 seconds. It is said that it will be about one sheet / hr. For this reason, in the manual adjustment apparatus, a considerable number of HD substrates 3 are formed under unstable film forming conditions until the deviation is corrected, which causes a reduction in production efficiency. On the other hand, with the film formation apparatus of this embodiment, film formation conditions can be stabilized, and a decrease in production efficiency can be prevented.

【0030】第二の利点は、スタブ61a〜61cの駆
動にアクチュエータ62a〜62cを用いているため、
オペレータが手動でスタブを操作するよりも高精度に位
置決めすることができ、正確なパワー調整を行うことが
できる。その結果、薄くて均一な膜を大量生産の中で繰
り返し精度良く形成することができる。特に、保護膜の
場合には、薄膜化の要求が高いため効果的である。
The second advantage is that the actuators 62a to 62c are used for driving the stubs 61a to 61c.
Positioning can be performed with higher precision than when the operator manually operates the stub, and accurate power adjustment can be performed. As a result, a thin and uniform film can be repeatedly formed with high precision in mass production. In particular, in the case of a protective film, it is effective because the demand for thinning is high.

【0031】上述した実施の形態では、反応室2を挟ん
で二つのECRプラズマ発生部4A,4Bを設けたが、
本発明は、特開平10−53877号公報に開示されて
いるECR成膜装置のようにECRプラズマ発生部を一
つだけ設けた装置にも適用することができる。ただし、
上述したように、ECRプラズマ発生部を二つ備える装
置の場合には、一方のECRプラズマ発生部からのマイ
クロ波の影響があるため調整が微妙になり、自動整合器
6A,6Bを設けたことによる効果は絶大である。ま
た、本発明は、ECR−CVD成膜装置に限らず、EC
Rプラズマを利用して成膜を行う装置、例えば、ECR
スパッタ装置等にも適用することができる。
In the above-described embodiment, two ECR plasma generators 4A and 4B are provided with the reaction chamber 2 interposed therebetween.
The present invention can be applied to an apparatus provided with only one ECR plasma generating unit, such as an ECR film forming apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-53877. However,
As described above, in the case of an apparatus having two ECR plasma generators, the adjustment is delicate due to the influence of the microwave from one ECR plasma generator, and the automatic matching units 6A and 6B are provided. The effect of this is enormous. Further, the present invention is not limited to the ECR-CVD film forming apparatus.
An apparatus for forming a film using R plasma, for example, ECR
The present invention can also be applied to a sputtering apparatus and the like.

【0032】以上説明した実施の形態と特許請求の範囲
の要素との対応において、パワーモニタ7A,7Bは検
出手段を、自動整合器6A,6Bおよび整合器制御部1
6A,16Bは補正手段を、電磁コイル42A,42B
は磁場発生手段を、ECRプラズマ発生部4A,4Bは
プラズマ発生機構をそれぞれ構成する。
In the correspondence between the above-described embodiment and the elements of the claims, the power monitors 7A and 7B are provided with detecting means for automatically matching units 6A and 6B and the matching unit control unit 1.
Reference numerals 6A and 16B denote correction means and electromagnetic coils 42A and 42B.
Represents a magnetic field generating means, and the ECR plasma generating sections 4A and 4B constitute a plasma generating mechanism.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
成膜圧力が変動してマイクロ波パワーの調整ズレが生じ
ると、補正手段により自動的に調整ズレの補正が行われ
る。その結果、瞬時の調整が可能となり、プラズマ放電
が不安定になることによる生産効率の低下を抑えること
ができるとともに、高精度なズレ補正が可能となる。
As described above, according to the present invention,
If the film forming pressure fluctuates and a microwave power adjustment shift occurs, the adjustment means automatically corrects the shift. As a result, instantaneous adjustment becomes possible, and a decrease in production efficiency due to unstable plasma discharge can be suppressed, and a highly accurate deviation correction can be made.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるECR−CVD装置の概略構成を
示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an ECR-CVD apparatus according to the present invention.

【図2】ECR−CVD装置の外観図。FIG. 2 is an external view of an ECR-CVD apparatus.

【図3】HD成膜工程の概略を示す図。FIG. 3 is a view schematically showing an HD film forming process.

【図4】成膜プロセスを示すフローチャート。FIG. 4 is a flowchart showing a film forming process.

【図5】図4のステップS4のルーチンの詳細を示すフ
ローチャート。
FIG. 5 is a flowchart showing details of a routine of step S4 in FIG. 4;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ECR−CVD装置 2 反応室 3 HD基板 4A,4B ECRプラズマ発生部 5A,5B 導波管 6A,6B 自動整合器 7A,7B パワーモニタ 9A,9B マイクロ波源 10 メインコントローラ 11 成膜ガス供給装置 14 圧力計 16A,16B 整合器制御部 41A,41B プラズマ発生室 42A,42B 電磁コイル 61a〜61c スタブ 62a〜62c アクチュエータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ECR-CVD apparatus 2 Reaction chamber 3 HD substrate 4A, 4B ECR plasma generation part 5A, 5B Waveguide 6A, 6B Automatic matching device 7A, 7B Power monitor 9A, 9B Microwave source 10 Main controller 11 Film forming gas supply device 14 Pressure gauge 16A, 16B Matching device control unit 41A, 41B Plasma generation chamber 42A, 42B Electromagnetic coil 61a-61c Stub 62a-62c Actuator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高見 芳夫 京都市中京区西ノ京桑原町1番地 株式会 社島津製作所内 Fターム(参考) 4K030 AA09 AA10 BA28 FA02 KA39 KA41 LA20 5D075 EE03 FG04 GG02 GG12 5D112 AA07 AA24 FA10  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Yoshio Takami 1-term, Kuwabaracho, Nishinokyo, Nakagyo-ku, Kyoto F-term in Shimadzu Corporation (reference) 4K030 AA09 AA10 BA28 FA02 KA39 KA41 LA20 5D075 EE03 FG04 GG02 GG12 5D112 AA07 AA24 FA10

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マイクロ波源からのマイクロ波と磁場発
生手段による磁場とにより電子サイクロトロン共鳴プラ
ズマを発生させ、その電子サイクロトロン共鳴プラズマ
を利用して成膜を行うECR成膜装置において、 マイクロ波パワーの調整ズレを検出する検出手段と、 前記マイクロ波パワーの調整ズレを補正する補正手段と
を設けたことを特徴とするECR成膜装置。
1. An ECR film forming apparatus for generating an electron cyclotron resonance plasma by using a microwave from a microwave source and a magnetic field generated by a magnetic field generating means, and performing film formation using the electron cyclotron resonance plasma. An ECR film forming apparatus comprising: a detection unit that detects an adjustment deviation; and a correction unit that corrects the adjustment deviation of the microwave power.
【請求項2】 磁場発生手段を有し、その磁場発生手段
による磁場とマイクロ波源からのマイクロ波とにより電
子サイクロトロン共鳴プラズマを発生するプラズマ発生
機構を二つ備え、前記二つのプラズマ発生機構を反応室
を挟んで対向配置したECR成膜装置において、 マイクロ波パワーの調整ズレを検出する検出手段と、 前記マイクロ波パワーの調整ズレを補正する補正手段と
を設けたことを特徴とするECR成膜装置。
2. A magnetic field generating means, comprising two plasma generating mechanisms for generating an electron cyclotron resonance plasma by a magnetic field generated by the magnetic field generating means and a microwave from a microwave source, wherein the two plasma generating mechanisms react. An ECR film forming apparatus comprising: an ECR film forming apparatus which is arranged to face each other across a chamber, comprising: a detecting means for detecting an adjustment shift of microwave power; and a correcting means for correcting the adjustment shift of microwave power. apparatus.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007524963A (en) * 2003-06-19 2007-08-30 プラスマ コントロール システムズ エルエルシー Plasma generating apparatus and method, and variable duty cycle high frequency driving circuit

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